Dokumentation
Linear-Servomotor AL2xxx
Version:
Datum:
5.3
26.07.2016
Dokumentierte Motoren – AL2xxx
Dokumentierte Motoren – AL2xxx
Linear Servomotor Geschwindigkeit
(maximal)
AL2003-0001-000y 7,0 m/s
AL2006-0000-000y 3,5 m/s
AL2006-0001-000y 7,0 m/s
AL2009-0000-000y 3,5 m/s
AL2009-0001-000y 7,0 m/s
AL2012-0000-000y 3,5 m/s
AL2012-0001-000y 7,0 m/s
AL2015-0000-000y 3,5 m/s
AL2015-0001-000y 7,0 m/s
AL2018-0000-000y 3,5 m/s
AL2018-0001-000y 7,0 m/s
AL2024-0000-000y 3,5 m/s
AL2024-0001-000y 7,0 m/s
Spitzenkraft
Linear Servomotor Geschwindigkeit
(maximal)
AL2403-0001-000y 12 m/s
AL2406-0001-000y 12 m/s
AL2412-0001-000y 12 m/s
Spitzenkraft
Linear Servomotor Geschwindigkeit
(maximal)
AL2812-0000-000y 3,0 m/s
AL2812-0001-000y 6,0 m/s
AL2815-0000-000y 2,5 m/s
AL2815-0001-000y 6,0 m/s
AL2830-0000-0000 2,5 m/s
AL2830-0001-0000 6,0 m/s
Spitzenkraft
FP = 225 N
FP = 450 N
FP = 450 N
FP = 675 N
FP = 675 N
FP = 900 N
FP = 900 N
FP = 1125 N
FP = 1125 N
FP = 1350 N
FP = 1350 N
FP = 1800 N
FP = 1800 N
FP = 120 N
FP = 240 N
FP = 480 N
FP = 1800 N
FP = 1800 N
FP = 2250 N
FP = 2250 N
FP = 4500 N
FP = 4500 N
Dauerkraft
luftgekühlt
Fca = 75 N
Fca = 200 N
Fca = 200N
Fca = 300 N
Fca = 300 N
Fca = 400 N
Fca = 400 N
Fca = 500 N
Fca = 500 N
Fca = 600 N
Fca = 600 N
Fca = 800 N
Fca = 800 N
Dauerstrom
luftgekühlt
Ica = 2,28 A
Ica = 2,15 A
Ica = 4,3 A
Ica = 2,14 A
Ica = 6,45 A
Ica = 4,3 A
Ica = 8,6 A
Ica = 4,46 A
Ica = 10,75 A
Ica = 6,45 A
Ica = 13,36 A
Ica = 8,6 A
Ica = 17,2 A
Dauerkraft
luftgekühlt
Fca = 60 N
Fca = 120 N
Fca = 240 N
Dauerstrom
luftgekühlt
Ica = 1,54 A
Ica = 3,08 A
Ica = 6,15 A
Dauerkraft
luftgekühlt
Fca = 760 N
Fca = 760 N
Fca = 950 N
Fca = 950 N
Fca = 1900 N
Fca = 1900 N
Dauerstrom
luftgekühlt
Ica = 4,1 A
Ica = 8,2 A
Ica = 4,2 A
Ica = 10,2 A
Ica = 8,5 A
Ica = 20 A
Dauerkraft
wassergekühlt
Fcw = 2000 N
Fcw = 2000 N
Fcw = 3000 N
Fcw = 3000 N
Dauerstrom
wassergekühlt
Icw = 8,9 A
Icw = 21,5 A
Icw = 13,4 A
Icw = 32,3 A
Wassergekühlt
Linear Servomotor Geschwindigkeit
(maximal)
AL2830-1000-0000 2,5 m/s
AL2830-1001-0000 6,0 m/s
AL2845-1000-0000 2,5 m/s
AL2845-1001-0000 6,0 m/s
Linear-Servomotor AL2xxx
Spitzenkraft
FP = 4500 N
FP= 4500 N
FP = 6750 N
FP = 6750 N
Version: 5.3
3
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Dokumentierte Motoren – AL2xxx ........................................................................................................... 3
1 Vorwort ....................................................................................................................................................... 6
1.1
Hinweise zur Dokumentation ............................................................................................................ 6
1.2
Ausgabestände der Dokumentation ................................................................................................. 8
1.3
Bestimmungsgemäße Verwendung.................................................................................................. 8
2 Richtlinien und Normen ............................................................................................................................ 9
2.1
EG-Konformitätserklärung ................................................................................................................ 9
3 Sicherheit ................................................................................................................................................. 10
3.1
Sicherheitshinweise ........................................................................................................................ 10
3.2
Spezielle Sicherheitshinweise zum AL2xxx.................................................................................... 11
4 Handhabung............................................................................................................................................. 13
4.1
Transport ........................................................................................................................................ 13
4.2
Verpackung..................................................................................................................................... 13
4.3
Lagerung......................................................................................................................................... 13
4.4
Wartung / Reinigung ....................................................................................................................... 13
4.5
Entsorgung ..................................................................................................................................... 13
5 Produktübersicht..................................................................................................................................... 14
5.1
Lieferumfang AL2xxx ...................................................................................................................... 14
5.2
Typenschild AL2xxx........................................................................................................................ 14
5.3
Typenschlüssel AL2xxx .................................................................................................................. 14
6 Technische Beschreibung...................................................................................................................... 15
6.1
Aufbau der Motoren ........................................................................................................................ 15
6.2
Allgemeine technische Daten ......................................................................................................... 15
6.2.1 Leistungsreduzierung.......................................................................................................... 16
6.3
Standardausrüstung ....................................................................................................................... 17
6.3.1 Spuleneinheit, Primärteil (N/S)............................................................................................ 18
6.3.2 Magnetplatte, Sekundärteil ................................................................................................. 18
6.3.3 Magnetisches Encoder System (MES) (optional) ............................................................... 19
6.4
Zusätzliche Ausrüstung .................................................................................................................. 20
6.4.1 Schrauben und Passstifte ................................................................................................... 20
6.4.2 Servoverstärker und Feedbacksystem ............................................................................... 20
7 Mechanische Installation ........................................................................................................................ 21
4
7.1
Reihenfolge der Installation ............................................................................................................ 21
7.2
Montage der Spuleneinheit............................................................................................................. 22
7.3
Montage der Magnetplatten............................................................................................................ 24
7.3.1 Einsetzen der Passstifte ..................................................................................................... 25
7.3.2 Anbau der Magnetplatten.................................................................................................... 26
7.3.3 Spuleneinheit und Magnetplatte ......................................................................................... 28
7.4
Koppeln von Linear-Servomotoren ................................................................................................. 29
7.4.1 Temperatur-Sensor............................................................................................................. 29
7.4.2 Anordnung der Motoren ...................................................................................................... 29
7.4.3 Berechnung des Offsets ..................................................................................................... 31
7.4.4 Auslegung der Verdrahtung ................................................................................................ 31
7.4.5 Positionen der Phasenlinien ............................................................................................... 32
7.4.6 Minimaler Abstand der Motoren zueinander ....................................................................... 34
7.5
Abbaureihenfolge............................................................................................................................ 35
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Inhaltsverzeichnis
8 Elektrische Installation ........................................................................................................................... 36
8.1
Wichtige Hinweise .......................................................................................................................... 36
8.2
Anschluss der Motoren ................................................................................................................... 37
8.2.1 Leitung mit Einzeladern ...................................................................................................... 37
8.2.2 Anschlussskabel mit Stecker .............................................................................................. 38
8.3
Anschluss der Motoren mit vorkonfektionierten Leitungen ............................................................. 39
8.3.1 Anschlussbild für AL2xxx mit MES oder Sin/Cos Geber ohne Nullimpuls .......................... 40
8.3.2 Anschlussbild für AL2xxx und Absolutwert-Encoder........................................................... 41
8.3.3 Anschlussbild für AL2xxx und Sin/Cos- Encoder mit Nullimpuls ........................................ 42
8.3.4 Anschlussbild für AL2xxx und TTL- Encoder mit Nullimpuls............................................... 43
8.4
Temperaturfühler ............................................................................................................................ 44
8.4.1 PTC-Spezifikation ............................................................................................................... 44
8.4.2 KTY-Spezifikation ............................................................................................................... 44
8.5
Polungstest ..................................................................................................................................... 45
9 Installation der Wasserkühlung ............................................................................................................. 46
9.1
Allgemeines .................................................................................................................................... 46
9.2
Voraussetzungen............................................................................................................................ 46
9.3
Installation der Wasserkühlungsanschlüsse................................................................................... 47
9.3.1 AL2xxx ................................................................................................................................ 47
9.3.2 AL28xx-1 wassergekühlt..................................................................................................... 47
9.4
Anschluss der Schläuche ............................................................................................................... 48
10 Inbetriebnahme........................................................................................................................................ 49
10.1 Wichtige Hinweise .......................................................................................................................... 49
10.2 Allgemeine Inbetriebnahme ............................................................................................................ 49
10.2.1 Parametrierung ................................................................................................................... 49
10.2.2 Inbetriebnahme ................................................................................................................... 50
10.2.3 Optimierung der Regeleinstellungen................................................................................... 50
10.3 Beseitigung von Störungen............................................................................................................. 51
11 Technische Daten.................................................................................................................................... 52
11.1 Begriffsdefinitionen ......................................................................................................................... 52
11.2 AL20xx............................................................................................................................................ 53
11.2.1 Maßzeichnung AL20xx ....................................................................................................... 55
11.3 AL24xx............................................................................................................................................ 56
11.3.1 Maßzeichnung AL24xx ....................................................................................................... 57
11.4 AL28xx-0 luftgekühlt ....................................................................................................................... 58
11.4.1 Maßzeichnung AL28xx-0 luftgekühlt................................................................................... 59
11.5 AL28xx-1 wassergekühlt................................................................................................................. 60
11.5.1 Maßzeichnung AL28xx-1 wassergekühlt ............................................................................ 61
11.6 Berechnung des Bremswiderstandes ............................................................................................. 62
12 Support und Service ............................................................................................................................... 63
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
5
Vorwort
1
Vorwort
Gefahr für Personen, Umwelt oder Geräte
Die Motoren werden im Antriebssystem zusammen mit den Beckhoff Servoverstärker betrieben. Beachten Sie daher die gesamte Dokumentation des Systems, bestehend aus:
VORSICHT
• Dokumentation AL2xxx (dieses Handbuch)
• Komplette Dokumentationen (Online und Papier) für Beckhoff Servoverstärker unter
www.beckhoff.com.
• Komplette Dokumentation der Maschine (stellt der Maschinenhersteller bereit)
1.1
Hinweise zur Dokumentation
Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs- und
Automatisierungstechnik, das mit den geltenden nationalen Normen vertraut ist.
Zur Installation und Inbetriebnahme der Komponenten ist die Beachtung der nachfolgenden Hinweise und
Erklärungen unbedingt notwendig.
Das Fachpersonal hat sicherzustellen, dass die Anwendung bzw. der Einsatz der beschriebenen Produkte
alle Sicherheitsanforderungen, einschließlich sämtlicher anwendbaren Gesetze, Vorschriften, Bestimmungen
und Normen erfüllt.
Disclaimer
Diese Dokumentation wurde sorgfältig erstellt. Die beschriebenen Produkte werden jedoch ständig weiter
entwickelt.
Deshalb ist die Dokumentation nicht in jedem Fall vollständig auf die Übereinstimmung mit den
beschriebenen Leistungsdaten, Normen oder sonstigen Merkmalen geprüft.
Falls sie technische oder redaktionelle Fehler enthält, behalten wir uns das Recht vor, Änderungen jederzeit
und ohne Ankündigung vorzunehmen.
Aus den Angaben, Abbildungen und Beschreibungen in dieser Dokumentation können keine Ansprüche auf
Änderung bereits gelieferter Produkte geltend gemacht werden.
Marken
Beckhoff®, TwinCAT®, EtherCAT®, Safety over EtherCAT®, TwinSAFE®, XFC®und XTS® sind eingetragene
und lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH.
Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kann
zu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Bezeichnungen führen.
Patente
Die EtherCAT Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen und
Patente:
EP1590927, EP1789857, DE102004044764, DE102007017835
mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen anderen Ländern.
Die TwinCAT Technologie ist patentrechtlich geschützt, insbesondere durch folgende Anmeldungen und
Patente:
EP0851348, US6167425 mit den entsprechenden Anmeldungen und Eintragungen in verschiedenen
anderen Ländern.
EtherCAT® ist eine eingetragene Marke und patentierte Technologie lizensiert durch die Beckhoff
Automation GmbH, Deutschland
6
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Vorwort
Copyright
© Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Deutschland.
Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts sind
verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet.
Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patent-, Gebrauchsmusteroder Geschmacksmustereintragung vorbehalten.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
7
Vorwort
1.2
Ausgabestände der Dokumentation
Ausgabe
5.3
5.1
Bemerkung
Kapitelüberarbeitung:
11.2; 11.3; 11.4; 11.5
Kapitelüberarbeitung
8.2 wurde zu 8.3; 3.2
Neues Kapitel
8.2; 8.2.1; 8.2.2
Kapitelüberarbeitung
5.0
Dokumentierte Motoren – Kapitel; 3.2; 11; 11.1: 11.2; 11.3; 11.4; 11.5
Kapitelüberarbeitung
5.2
Dokumentierte Motoren – Kapitel; 1.2; 2.1; 3.2; 4.2; 4.3; 4.5; 6.3.2; 6.3.3; 7; 7.3; 7.3.2;
7.4.6; 7.5; 8.2.1; 8.2.2; 8.2.3; 8.2.4; 8.3.2; 9.3.1;10; 10.2.3; 10.3; 11; 11.1; 11.2; 11.2.1;
11.4; 11.5.1; 11.6
Komplette Überarbeitung
Komplette Überarbeitung
Neue Inhalte eingepflegt – Bilder aktualisiert
Neue Inhalte eingepflegt
Neue Veröffentlichung
Korrekturen in Rechtsschreibung und Bildverweisen
Interne Korrekturversion
Erste Version vom 06.11.2001
4.0
3.0
2.1
2.0
1.9
1.8
1.0
1.3
Bestimmungsgemäße Verwendung
Linear-Servomotoren der Baureihe AL2xxx sind insbesondere als Antrieb für Handhabungsgeräte,
Textilmaschinen, Werkzeugmaschinen, Verpackungsmaschinen und ähnliche Maschinen mit hohen
Ansprüchen an die Dynamik konzipiert.
Der in die Motorwicklungen eingebaute Thermoschutzkontakt muss ausgewertet und überwacht werden.
Vorsicht Verletzungsgefahr!
WARNUNG
Elektronische Geräte sind grundsätzlich nicht ausfallsicher. Bei Ausfall des Antriebssystems ist der Maschinenbauer dafür verantwortlich, dass die angeschlossenen Motoren und
die Maschine in einen sicheren Zustand gebracht werden.
Die Linear-Servomotoren der Baureihe AL2xxx werden ausschließlich als Komponenten in elektrische
Anlagen oder Maschinen eingebaut und dürfen nur als integrierte Komponenten der Anlage oder Maschine
in Betrieb genommen werden.
Die Motoren dürfen nur unter Berücksichtigung der in dieser Dokumentation definierten
Umgebungsbedingungen betrieben werden.
8
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Richtlinien und Normen
2
Richtlinien und Normen
Gefahr für Personen, Umwelt oder Geräte
VORSICHT
2.1
Linear-Servomotoren der Baureihe AL2xxx sind keine Produkte im Sinne der EG-Maschinenrichtlinie. Die bestimmungsgemäße Verwendung der Linear-Servomotoren in Maschinen oder Anlagen ist solange untersagt, bis der Maschinen- oder Anlagenbauer die CEKonformität der gesamten Maschine oder Anlage bestätigt.
EG-Konformitätserklärung
Hiermit erklären wir, die Firma
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
Hülshorstweg 20
33415 Verl
Deutschland
in alleiniger Verantwortung die Konformität der Produktreihe
Motorbaureihe AL2xxx
(Typen AL2000, AL2400, AL2800 und AL2800 wassergekühlt)
mit folgenden einschlägigen Bestimmungen:
Norm: EN 60034-1:2010
Drehende elektrische Maschinen Teil 1: Bemessung und Betriebsverhalten
Norm: EN 60204-1:2006/AC:2010
Sicherheit von Maschinen Teil 1: Elektrische Ausrüstung von Maschinen
Anbringung der CE-Kennzeichnung: 2013
Aussteller: Geschäftsführung
H. Beckhoff
Verl, 21.02.2013
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
9
Sicherheit
3
Sicherheit
3.1
Sicherheitshinweise
Sicherheitsbestimmungen
Beachten Sie die folgenden Sicherheitshinweise und Erklärungen!
Produktspezifische Sicherheitshinweise finden Sie auf den folgenden Seiten oder in den Bereichen Montage,
Verdrahtung, Inbetriebnahme usw.
Haftungsausschluss
Die gesamten Komponenten werden je nach Anwendungsbestimmungen in bestimmten Hard- und SoftwareKonfigurationen ausgeliefert. Änderungen der Hard- oder Software-Konfiguration, die über die
dokumentierten Möglichkeiten hinausgehen, sind unzulässig und bewirken den Haftungsausschluss der
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG.
Qualifikation des Personals
Diese Beschreibung wendet sich ausschließlich an ausgebildetes Fachpersonal der Steuerungs-,
Automatisierungs- und Antriebstechnik, das mit den geltenden Normen vertraut ist.
Erklärung der Symbole
In der vorliegenden Dokumentation werden die folgenden Symbole mit einem nebenstehenden
Sicherheitshinweis oder Hinweistext verwendet. Die Sicherheitshinweise sind aufmerksam zu lesen und
unbedingt zu befolgen!
Akute Verletzungsgefahr!
Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht unmittelbare Gefahr für Leben und Gesundheit von Personen!
GEFAHR
Verletzungsgefahr!
Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, besteht Gefahr für
Leben und Gesundheit von Personen!
WARNUNG
Schädigung von Personen!
Wenn der Sicherheitshinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Personen
geschädigt werden!
VORSICHT
Schädigung von Umwelt oder Geräten
Wenn der Hinweis neben diesem Symbol nicht beachtet wird, können Umwelt oder Geräte
geschädigt werden.
Achtung
Tipp oder Fingerzeig
Dieses Symbol kennzeichnet Informationen, die zum besseren Verständnis beitragen.
Hinweis
10
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Sicherheit
3.2
Spezielle Sicherheitshinweise zum AL2xxx
Die Sicherheitshinweise dienen der Gefahrenabwehr und sind bei Installation, Inbetriebnahme, Produktion,
Störungsbeseitigung, Wartung und Versuchs- oder Testaufstellungen unbedingt zu berücksichtigen. Die
Linear-Servomotoren der Baureihe AL2xxx sind nicht eigenständig lauffähig und werden immer in eine
Maschine oder Anlage eingebaut. Nach dem Einbau müssen die vom Maschinenbauer zusätzlich erstellten
Dokumentationen und Sicherheitshinweise gelesen und berücksichtigt werden.
Akute Verletzungsgefahr durch hohe elektrische Spannung!
WARNUNG
• Der fahrlässige , unsachgemäße Umgang mit dem Linear-Servomotor sowie die Umgehung der Sicherheitseinrichtungen können zu Körperverletzungen durch elektrischen
Schlag bis zum Tod führen.
• Es ist sicherzustellen, dass der feste Anschluss des Schutzleiters ordnungsgemäß
durchgeführt wurde.
• Der Maschinenhersteller muss eine Gefahrenanalyse für die Maschine erstellen und
geeignete Maßnahmen treffen, dass unvorhergesehene Bewegungen nicht zu Schäden
an Personen oder Gegenständen führen können.
• Leistungsanschlüsse können Spannung führen, auch wenn sich der Motor nicht bewegt. Lösen Sie die elektrischen Anschlüsse der Motoren nie unter Spannung. In ungünstigen Fällen können Lichtbögen entstehen und Personen und Kontakte schädigen.
• Bei Arbeiten an elektrischen Teilen mit einer Spannung > 50 V ist der Linear-Servomotor vom Servoverstärker zu trennen und gegen Wiedereinschalten zu sichern.
• Durch die Zwischenkreiskondensatoren können die Zwischenkreiskontakte „ZK+ und
ZK- (DC+ und DC-)“ und „RB+ und RB-„ auch nach dem Trennen des Servoverstärkers
vom Versorgungsnetz noch lebensgefährliche Spannungen von über 890VDC aufweisen. Warten Sie beim AX5101 - AX5125 sowie AX520x; 5 Minuten, beim AX5140/
AX5160/AX5172; 15 Minuten, beim AX5190/AX5191; 30 Minuten und beim AX5192/
AX5193; 45 Minuten nach dem Trennen und messen Sie die Spannung an den Zwischenkreisen „ZK+ und ZK- (DC+ und DC-)“. Wenn die Spannung unter 50 V abgesunken ist, ist ein gefahrloses Arbeiten möglich.
Akute Verletzungsgefahr durch heiße Oberflächen!
• Die Oberflächentemperatur kann über 50 °C betragen, somit besteht Verbrennungsgefahr.
WARNUNG
• Das Gehäuse darf während oder kurz nach dem Betrieb nicht berührt werden.
• Lassen Sie den Linear-Servomotor mindestens 15 Minuten nach dem Abschalten abkühlen.
• Prüfen Sie mit einem Thermometer, ob die Oberfläche ausreichend abgekühlt ist.
Gefahr für Umwelt oder Geräte
Achtung
• Lesen Sie dieses Handbuch vor dem Gebrauch des Linear-Servomotors sorgfältig
durch und achten Sie besonders auf alle angegebenen Sicherheitshinweise. Bei unverständlichen Passagen informieren Sie umgehend das zuständige Vertriebsbüro und unterlassen Sie die Arbeiten an dem Linear-Servomotor.
• An diesem Gerät darf nur ausgebildetes, qualifiziertes Elektro-Fachpersonal arbeiten,
welches zudem sehr gute Kenntnisse der Antriebstechnik besitzt.
• Halten Sie bei der Installation unbedingt die klimatischen Bedingungen ein. Weitere Informationen siehe Kapitel Technische Daten [} 52] und Mechanische Installation
[} 21].
• Wird ein Linear-Servomotor in eine Maschine eingebaut, so ist die Inbetriebnahme solange untersagt, bis sichergestellt ist, dass die Maschine der neuesten Fassung der
EG-Maschinenrichtlinie entspricht. Hierzu müssen sämtliche harmonisierten Normen
und Verordnungen eingehalten werden, die notwendig sind, um diese Richtlinie in nationales Recht zu überführen.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
11
Sicherheit
Schäden an den Magneten bei höheren Temperaturen
Die Magnete sollten keinen Temperaturen über 70°C ausgesetzt sein. Die Magnete können
sich bei höheren Temperaturen entmagnetisieren.
Achtung
Schäden durch Stromausfall
WARNUNG
Der Linear-Servomotor wird durch einen Servoverstärker angetrieben. Im Falle eines
Stromausfalls oder eines schwerwiegenden Fehlers kann dies automatisch zu einem freien
Anlauf des Motors führen. Sehen Sie mechanische Schutzvorrichtungen vor, um den Motor
oder Ihre Maschine in diesem Falle vor Schäden zu bewahren.
Stromschlaggefahr bei Wasserkühlung
Wenn die Kühlflüssigkeit mit stromführenden Teilen in Berührung kommt, kann dies zu einem Stromschlag führen.
WARNUNG
Gefahr durch magnetische Felder!
Die Beckhoff Linearmotoren AL2xxx sind mit Permanentmagneten in der Magnetplatte ausgestattet. Bei den Komponenten der Linearmotoren, die Permanentmagnete enthalten, treten starke Magnetfelder auf. Die magnetische Feldstärke der Motoren resultiert im stromlosen Zustand ausschließlich aus den Magnetfeldern der Komponenten mit Permanentmagneten. Während des Betriebs treten zusätzlich magnetische Felder auf. Durch das auftretende, magnetische Feld entsteht eine Gefahr für Personen und Umwelt.
Gefahr durch magnetische Felder!
Durch das auftretende, magnetische Feld entsteht ins besondere eine Gefahr für:
• Personen mit Herzschrittmachern (Der Herzschrittmacher kann in den Testmodus geschaltet werden und somit einen Herzstillstand hervorrufen!)
• Magnetische Datenträger
• Chipkarten mit Magnetstreifen und
• elektronische Geräte
• Beachten Sie ebenfalls, dass die magnetischen Felder auch implantierte Defibrillatoren
beeinflussen können, sowie externe Defibrillatoren funktionsunfähig machen.
• Die oben aufgeführten Objekte, sowie freiliegende ferromagnetische Gegenstände, dürfen nicht näher als 1 m an die Magnetplatten herangeführt werden.
Zu beachten sind die Anforderungen der BGV B 11 in Zusammengehörigkeit mit magnetischen Feldern und die in anderen Ländern geltenden, nationalen Bestimmungen
Gefahr durch Magnete!
Achtung
Die Beckhoff Linearmotoren AL2xxx sind mit Permanentmagneten in der Magnetplatte ausgestattet. Bei der Inbetriebnahme kann es durch magnetische Anziehungskräfte zu Verletzungen kommen. Beachten Sie folgende Sicherheitsinformationen:
• Die magnetbehafteten Bauteile sind langsam aneinander zu führen. Tragen Sie Schutzhandschuhe.
• Vermeiden Sie harte Stöße oder ein ruckartiges Aufeinandersetzen der Magnete. Diese
können splittern und zu Augenverletzungen führen. Tragen Sie eine Schutzbrille.
• Stellen Sie in Ihrer Arbeitsumgebung sicher, dass keine ferromagnetischen Werkzeuge
oder Materialien in der Nähe sind. Diese könnten vom Magnetischen Feld angezogen
werden und Verletzungen an Körperteilen hervorrufen.
• Generell gilt bei allen Arbeiten eine persönliche Schutzausrüstung (PSA) zu tragen!
Transport von Magneten!
Bitte beachten Sie beim Transport von magnetischem Material die IATA Vorschrift 953. Die
Magnetplatten AL2000, fallen unter die Grenzwerte und dürfen versendet werden.
Hinweis
12
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Handhabung
4
Handhabung
4.1
Transport
• Klimaklasse: 2K3 nach EN 60721
• Transport-Temperatur: -25 °C - +70 °C, max. 20 K/Stunde schwankend
• Transport-Luftfeuchtigkeit: relative Feuchte 5% - 95% nicht kondensierend
• Der Linear-Servomotor darf nur von qualifiziertem Fachpersonal in der recyclebaren
Originalverpackung des Herstellers transportiert werden.
• Überprüfen sie bei beschädigter Verpackung den Motor auf sichtbare Schäden. Informieren Sie den
Transporteur und gegebenenfalls den Hersteller.
4.2
Verpackung
• Kartonverpackung
Motortyp
AL2xxx
4.3
•
•
•
•
•
•
Max. Stapelhöhe
8
Lagerung
Klimaklasse
2K3 nach EN 60721
Lagertemperatur:
-25 °C - +55 °C, max. 20 K/Stunde schwankend
Luftfeuchtigkeit:
relative Feuchte 5% - 95% nicht kondensierend
Max. Stapelhöhe:
siehe Tabelle Verpackung
Lagerdauer:
ohne Einschränkung
Nur in der recyclebaren Originalverpackung des Herstellers lagern
4.4
Wartung / Reinigung
• Wartung und Reinigung sind ausschließlich von qualifiziertem Fachpersonal durchzuführen.
• Durch das Öffnen der Motoren verlieren Sie einen eventuellen Gewährleistungsanspruch.
• Zur Gehäusereinigung verwenden Sie bitte Isopropanol o.ä.
Zerstörung des Linear-Servomotors
Den Linear-Servomotor auf keinen Fall tauchen oder absprühen.
Achtung
Die Funktionsfähigkeit der Lager und Dämpfer, sowie die Führung der beweglichen Leitungen muss getestet
werden.
4.5
Entsorgung
Gemäß der WEEE-2002/96/EG-Richtlinien nehmen wir Altgeräte und Zubehör zur fachgerechten
Entsorgung zurück, sofern die Transportkosten vom Absender übernommen werden. Senden Sie die Geräte
mit dem Vermerk „Zur Entsorgung“ an:
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
Hülshorstweg 20
33415 Verl
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
13
Produktübersicht
5
Produktübersicht
5.1
Lieferumfang AL2xxx
Bitte prüfen Sie die Lieferung auf folgenden Umfang:
• Motor der Baureihe AL2xxx
• Typenschild
5.2
Typenschild AL2xxx
5.3
Typenschlüssel AL2xxx
14
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Technische Beschreibung
6
Technische Beschreibung
6.1
Aufbau der Motoren
Die Linear-Servomotoren der Baureihe AL2xxx sind bürstenlose Drehstrommotoren für hochwertige ServoApplikationen. In Verbindung mit unserem digitalen Servoverstärker eignen sie sich besonders für
Positionieraufgaben bei Industrierobotern, Werkzeugmaschinen, Transferstraßen, Handhabungsgeräten,
Textilmaschinen, Verpackungsmaschinen usw. mit hohen Ansprüchen an Dynamik und Standfestigkeit. Die
Motoren der Baureihe AL2xxx sind ausschließlich dazu bestimmt, von dem digitalen Servoverstärker
drehzahl- und drehmomentgeregelt betrieben zu werden.
Die Linear-Servomotoren besitzen Permanentmagnete in der Magnetplatte. Das moderne NeodymMagnetmaterial trägt wesentlich dazu bei, dass diese Motoren hochdynamisch gefahren werden können. In
der Spuleneinheit ist eine dreiphasige Wicklung untergebracht, die durch den Servoverstärker versorgt wird.
Der Motor besitzt keine Bürsten; die Kommutierung wird elektronisch im Servoverstärker vorgenommen.
Des Weiteren ist zum Betrieb ein Feedbacksystem notwendig. Das passende Feedbacksystem muss
anhand der Anforderungen der Applikation gewählt werden. Zu berücksichtigen sind Dynamik,
Geschwindigkeit, Schmutzbelastung, Auflösung sowie verwendete Servoverstärker (siehe auch Kapitel
Magnetisches Encoder System (MES) (optional) [} 19] ).
6.2
Allgemeine technische Daten
Klimaklasse
Umgebungstemperatur
3K3 nach EN 60721
+5 - +40 °C bei Aufstellhöhe bis 1000m über NN
(bei Nenndaten)
Zulässige Luftfeuchte
→ siehe Kapitel Leistungsreduzierung [} 16]
95% relative Feuchte, nicht betauend
(bei Nenndaten)
Aufstellhöhe
Bei Aufstellhöhen über 1000 m über NN und 40 °C
(Ströme und Momente)
→ siehe Kapitel Leistungsreduzierung [} 16]
Technische Daten
→ siehe Kapitel Technische Daten [} 52]
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
15
Technische Beschreibung
6.2.1
Leistungsreduzierung
Umgebungstemperatur
fT = Auslastungsfaktor Temperatur
tA = Umgebungstemperatur in °C
Berechnung der Leistungsdaten bei Überschreitung
der angegebenen Temperaturgrenze > 40 °C:
FCA_red = FCA x fT
Aufstellhöhe
fH = Auslastungsfaktor Höhe
h = Höhe in Meter
Berechnung der Leistungsdaten bei Überschreitung
der angegebenen Aufstellhöhe > 1000 m:
FCA_red = FCA x fH
Umgebungstemperatur und Aufstellhöhe
Berechnung der Leistungsdaten bei Überschreitung der angegebenen Grenzen:
Umgebungstemperatur > 40 °C und Aufstellhöhe > 1000 m
FCA_red = FCA x fT x fH
16
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Technische Beschreibung
6.3
Standardausrüstung
Die Linear-Servomotor-Baureihe AL2xxx von Beckhoff ist kein in sich geschlossenes System. Es umfasst
verschiedene Komponenten, wie Spuleneinheit und Magnetplatten und muss in ein gesamtes
Maschinenkonzept oder eine gesamte Arbeitseinheit eingebunden sein.
Die Größe und Form des Tragrahmens, die Konstruktion des Schlittens, der Schienen- und des Lagertyps
oder die Art der Dämpfer hängen von der Anwendung ab. Der Tragrahmen und der Schlitten müssen so
entworfen sein, dass ein Luftspalt zwischen Spuleneinheit und Magnetplatte entsteht.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
17
Technische Beschreibung
6.3.1
Spuleneinheit, Primärteil (N/S)
Der N-Typ (normal winding) stellt den Vorzugstyp dar. Der S-Typ (speed winding) hat eine höhere
Maximalgeschwindigkeit und ein höhere Stromaufnahme. Von den Abmessungen unterscheiden sich N- und
S-Typ nicht.
6.3.2
Magnetplatte, Sekundärteil
Magnetplatten sind in verschiedenen Längen erhältlich und können innerhalb einer Baureihe beliebig mit
einander kombiniert werden. Unterschiedliche Baureihen benötigen unterschiedlich breite Magnetplatten.
Magnetplatte ohne Transportplatte
Magnetplatte mit Transportplatte
Im Auslieferungszustand sind die Magnetplatten von einer Transportplatte bedeckt. Sie vermindert das
Magnetfeld und ermöglicht so eine einfache Montage- und Demontage.
Spezifikationen und Maßzeichnungen finden Sie in:
• Kapitel Maßzeichnung AL20xx [} 55]
• Kapitel Maßzeichnung AL24xx [} 57]
• Kapitel Maßzeichnung AL28xx-0 luftgekühlt [} 59]
• Kapitel Maßzeichnung AL28xx-1 wassergekühlt [} 61]
sowie in den Datenblättern.
18
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Technische Beschreibung
6.3.3
Magnetisches Encoder System (MES) (optional)
Das Magnetische Encoder System (MES) AL2200-000y ist ein Wegmesssystem. Es hat eine Genauigkeit
von 0,1 mm und arbeitet direkt auf den Magnetplatten. Weitere Maßstäbe entfallen. Die Befestigung erfolgt
am Schlitten.
Das MES arbeitet absolut innerhalb des Polabstand (24mm) und teilabsolut über den gesamten Verfahrweg.
Der Abstand zum Spulenteil ist nicht relevant. Bei der Inbetriebnahme wird der Kommutierungswinkel
einmalig bestimmt. Dadurch entfällt das Wake & Shake beim Maschinenstart. Bei gewünschtem
Absolutabgleich kann eine Referenzfahrt durchgeführt werden.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
19
Technische Beschreibung
6.4
Zusätzliche Ausrüstung
Für die ordnungsgemäße Installation Ihres Linear-Servomotors benötigen Sie weitere Komponenten.
Diese sind nicht im Lieferumfang enthalten.
6.4.1
Schrauben und Passstifte
Die Schrauben und Passstifte sind erforderlich für die Positionierung und Verbindung der Spuleneinheit mit
dem Schlitten, sowie der Magnetplatten mit dem Tragrahmen.
Attribut
Schrauben für Magnetplatten
(rostfrei)
Schrauben für Spuleneinheit
(Stahl);
AL20xx
M5x10, DIN7984
AL24xx
M5x10, DIN7984
AL28xx
M5x16, EN ISO 4762
M5, EN ISO 4762
M4, EN ISO 4762
M5, EN ISO 4762
Länge abhängig von der Dicke
des Schlittens
Passstifte (rostfrei)
6.4.2
5h8
Servoverstärker und Feedbacksystem
Zum Aufbau einer kompletten Linearachse und deren Betrieb werden folgende Komponenten benötigt:
• Servoverstärker; z.B.: AX5xxx von Beckhoff Automation GmbH.
• Messstab und linearer Weggeber oder das messstablose Feedbacksystem MES
• Leitungen und Stecker
• Führungen
• Mechanische Aufnahme / Maschinenbett
20
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Mechanische Installation
7
Mechanische Installation
7.1
Reihenfolge der Installation
Schäden durch unkontrollierte, magnetische Anziehungskräfte
WARNUNG
Die in dieser Anleitung vorgegebene Installationsreihenfolge muss beachtet werden. Eine
andere Reihenfolge kann gefährliche Situationen herbeiführen und Schäden auf Grund von
unkontrollierten magnetischen Anziehungskräften verursachen.
Schäden durch fehlerhafte Wasserkühlungseinheit
Hinweis
Für den Fall, dass eine Wasserkühlungseinheit benutzt werden soll, lesen Sie bitte Kapitel
Installation der Wasserkühlung [} 46].
Vor der Installation der Linearmotorkomponenten muss die Installation des Maschinenbettes fertig gestellt
sein. Die Schienen müssen auf dem Maschinenbett montiert und ausgerichtet sein. Der Schlitten muss mit
Lagern, Dämpfern und erforderlichen Leitungen ausgestattet sein, so dass eine ordnungsgemäße Fahrt des
Schlittens über die Wegstrecke gewährleistet ist.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
21
Mechanische Installation
Installationsreihenfolge:
1. Montieren Sie die Spuleneinheit auf dem Schlitten.
2. Bewegen Sie den Schlitten zum Ende der Wegstrecke. Sichern Sie den Schlitten um unerwünschte
Bewegungen zu vermeiden.
3. Montieren Sie die mit den Schutzplatten abgedeckten Magnetplatten auf dem Teil der Wegstrecke,
der dem Schlitten nun gegenüber liegt. Magnetplatten mindestens 10 cm von der Spuleneinheit
entfernt halten.
4. Entfernen Sie die Schutzplatten von den montierten Magnetplatten.
5. Bewegen Sie den Schlitten auf die andere Seite des Verfahrweges über die soeben montierten
Magnetplatten. Sichern Sie den Schlitten um unerwünschte Bewegungen zu vermeiden.
6. Montieren Sie die verbleibenden mit den Schutzplatten abgedeckten Magnetplatten.
7. Entfernen Sie die Schutzplatten von den montierten Magnetplatten.
8. Montieren Sie die Anschlüsse für die Wasserkühlung an die Spuleneinheit (optional).
9. Schließen Sie die Leitungen an.
Diese Schritte werden in den folgenden Abschnitten im Einzelnen erläutert.
7.2
1
2
3
4
5
6
7
8
22
Montage der Spuleneinheit
Magnetplatte
Lager
Verkabelung
Spuleneinheit
Dämpfer
Schlitten
Messstab
Schiene
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Mechanische Installation
Beachten Sie folgende Hinweise, bevor Sie mit der Montage anfangen. Die Ebenheit der Aufnahmefläche für
die Spuleneinheit muss unterhalb von 0,1 mm liegen. Die Spuleneinheit muss parallel zur Magnetplatte
montiert werden. Die Parallelität muss geringer als 0,20 mm sein. Hierfür können die Seiten der
Spuleneinheit oder die runden Bohrungen in der Aufnahmefläche verwendet werden. Passstifte können in
den runden Bohrungen eingesetzt werden. Die seitliche Positionierung der Spuleneinheit gegenüber den
Magnetplatten ist nicht sehr kritisch. Eine Toleranz bis zu ±0,5 mm ist zulässig.
Bitte beachten Sie die folgenden Bemerkungen und Angaben.
Schrauben
Nehmen Sie eine kreuzweise Befestigung der Schrauben vor, damit Sie eine gleichmäßige
Verteilung der resultierenden Kräfte bekommen.
Hinweis
Schäden durch zu lange Schrauben
Achtung
Die Verwendung von zu langen Schrauben für die Spuleneinheit kann nicht sofort ersichtliche Schäden verursachen und gefährliche Situationen hervorrufen.
Überprüfen Sie:
• die Schraubenlänge
• die Schraubenhöhe nach dem Einbau.
Schrauben für die Spuleneinheit
Schraube Stahl)
Tiefe in der Spuleneinheit
Anzugsdrehmoment
AL20xx
M5
Min: 4 mm
Max: 5mm
3,0 – 5,0 Nm
AL24xx
M4
Min: 4 mm
Max: 5 mm
2,0 – 3,0 Nm
AL28xx
M5
Min: 4,5 mm
Max: 6,5 mm
3,0 – 5,0 Nm
Wasserkühlung
Hinweis
Beachten Sie, dass die Anschlüsse für die Wasserkühlung bis zu 1 mm über die Abmessungen des Spulenteils heraus ragen können. Vergewissern Sie sich, dass genügend Abstand eingehalten wird oder verwenden Sie eine Zwischenplatte von mindestens 1 mm Dicke. Siehe auch Kapitel Installation der Wasserkühlung [} 46] (Zusätzliche Installationshinweise / Wasserkühlung).
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
23
Mechanische Installation
7.3
Montage der Magnetplatten
Gefahr durch magnetische Felder!
Durch das auftretende, magnetische Feld entsteht ins besondere eine Gefahr für:
• Personen mit Herzschrittmacher
• Magnetische Datenträger
• Chipkarten mit Magnetstreifen und
• elektronische Geräte
• Die oben aufgeführten Objekte, sowie freiliegende ferromagnetische Gegenstände, dürfen nicht näher als 1 m an die Magnetplatten herangeführt werden.
Zu beachten sind die Anforderungen der BGV B 11 in Zusammengehörigkeit mit magnetischen Feldern (BGV B 11 §14).
Die in anderen Ländern geltenden, nationalen Bestimmungen und Richtlinien, sind zu
beachten!
Schäden an den Magnetplatten
Die Magnetplatten sind sehr stoßempfindlich. Sorgen Sie immer für einen sicheren Transport.
Achtung
Die strukturierte Seite ist die Magnetseite der Platten. Die Magnetplatten wirken mit einer starken
Anziehungskraft auf alle ferromagnetischen Metalle, wie z.B. Eisen. Diese Kräfte können nicht mit den
Händen kontrolliert werden. Sie können ernsthafte Verletzungen verursachen. Aus diesem Grund ist
Folgendes zu beachten:
Schäden durch ein nicht neutralisiertes Magnetfeld
Verwenden Sie die Magnetplatten nur, wenn Sie mit den Magnetfeld vermindernden
Schutzplatten abgedeckt sind.
VORSICHT
Schäden bei der Demontage durch das Magnetfeld
VORSICHT
24
Vergewissern Sie sich, dass die Magnetplatten in Ihrer Maschine sicher befestigt sind, bevor Sie die Schutzplatten entfernen.
Setzen Sie die Schutzplatten wieder auf die Magnetplatten, bevor Sie diese demontieren.
Bringen Sie keine weichmagnetischen Gegenstände (Eisen) näher als 10 cm an die Magnetseite der Magnetplatten heran.
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Mechanische Installation
7.3.1
Einsetzen der Passstifte
Schäden durch unerwünschte Bewegungen des Schlittens
Wenn der Schlitten bereits montiert ist, bewegen Sie den Schlitten zu einem Ende der
Wegstrecke und sichern Sie ihn, um unerwünschte Bewegungen zu vermeiden.
VORSICHT
Passstifte
Die Passstifte dürfen nicht mehr als 3,3 mm über dem Maschinenbett stehen.
Hinweis
Montieren Sie die Magnetplatte auf die Aufnahmefläche der Wegstrecke und sorgen Sie dafür, dass die
Aufnahmefläche frei von Staub und Partikeln ist.
1. Fertigen Sie die Positionsbohrungen (2) im Maschinenbett (1) analog der 5 mm Positionsbohrungen
(4) in der Magnetplatte (3).
2. Setzen Sie die Passstifte (2) in die Positionierungsbohrungen (2) des Maschinenbetts (1).
3. Fertigen Sie die Gewindebohrungen (5) analog zu den Montagebohrungen (6) der Magnetplatte (3).
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
25
Mechanische Installation
7.3.2
Anbau der Magnetplatten
1. Vergewissern Sie sich, dass die Magnetplatte richtig ausgerichtet ist. Zum Schluss müssen alle
montierten Magnetplatten in die gleiche Richtung ausgerichtet sein.
Beispiel:
Alle Magnetplatten müssen so angebracht werden, dass die Positionsbohrungen in die rechte obere
Ecke weisen. Dies ist sehr wichtig, da im Falle einer falschen Montage der Linearmotor eine
unkontrollierte Bewegung ausführen kann.
2. Befestigen Sie die Magnetplatte am Maschinenbett mit Schrauben aus Edelstahl. Die Gewindetiefe
sollte mindestens 6,5 mm betragen und das Anzugsdrehmoment 2,5 bis 3,5 Nm. Alle Bohrungen
müssen verwendet werden!
3. Nun können die übrigen Magnetplatten in gleicher Weise montiert werden. Die richtige Ausrichtung
der Platten kann auch beim Anbringen einer folgenden Platte erkannt werden. Die nebeneinander
liegenden Platten müssen sich gegenseitig anziehen. Wenn sie sich abstoßen, sind sie falsch
ausgerichtet.
26
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Mechanische Installation
4. Zuletzt entfernen Sie alle Schutzplatten und überprüfen Sie, ob sich der Schlitten ungehindert und
sanft über die Magnetplatten bewegen kann. Tritt eine deutliche Kraftunregelmäßigkeit beim
Übergang von einer Magnetplatte zur nächsten auf, sollten Sie die Ausrichtung der Platten
überprüfen.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
27
Mechanische Installation
7.3.3
Spuleneinheit und Magnetplatte
Achten Sie bei den Motoren der Reihe AL2000 und AL2400 auf den Versatz der Spuleneinheit zur
Magnetplatte. Die Reihe AL2800-0 schließt auf einer Seite bündig mit der Magnetplatte ab. Die Einbaulage
des jeweiligen Motors ist der entsprechenden Maßzeichnungen zu entnehmen.
Durch Berücksichtigung der Montagehöhe, ergibt sich ein Luftspalt von ≤ 0,5 mm zwischen Spuleneinheit
und Magnetplatte. Mit diesem Luftspalt erreicht der Motor sicher seine Nennleistung.
28
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Mechanische Installation
7.4
Koppeln von Linear-Servomotoren
Linear-Servomotoren können miteinander verbunden werden, um zusammen auf einer Magnetbahn zu
agieren. Die Kräfte der Motoren addieren sich hierbei. Die Motoren werden hierbei parallel an den Regler
angeschlossen, was zu höheren Summenströmen führt. Motoren gleichen Typs können immer miteinander
verbunden werden. Motoren unterschiedlichen Typs, gleicher Baureihe können verbunden werden, wenn
ihre Kraftkonstante gleich ist.
7.4.1
Temperatur-Sensor
Verwenden Sie den Temperatur-Sensor des Motors, der die schlechteste Kühlung hat und somit die höhere
Temperaturentwicklung haben wird.
7.4.2
Anordnung der Motoren
Die Wicklungen der Motoren haben einen festen Abstand zu einander der baureihenabhängig ist. Bei den
Baureihen AL2xxx beträgt dieser 16 mm. Werden Linear-Servomotoren miteinander gekoppelt, muss ein
Vielfaches dieses Wicklungsabstandes auch zwischen den Wicklungen der verbundenen Motoren
vorhanden sein.
Phasenwiederholung = 3 x Wicklungsabstand = 3 x 16 mm = 48 mm
Beispiel 1 mit AL2006 und AL2012
In Beispiel 1 zeigen die Anschlussleitungen der Motoren in unterschiedliche Richtungen. Dies ermöglicht den
minimalen Abstand der Linear-Servomotoren zueinander.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
29
Mechanische Installation
PDM1M2 = Phasenabstand „Phase L1 / Motor 1“ zu „Phase L1/ Motor 2“
x = Gehäuseabstand
z = Abstand der Befestigungsbohrungen
Beispiel 2 mit AL2006 und AL2012
In Beispiel 2 zeigen die Anschlussleitungen in dieselbe Richtung. Bei dieser Anordnung muss der minimale
Biegeradius der Motorleitung beachtet werden.
PDM1M2 = Phasenabstand „Phase L1 / Motor 1“ zu „Phase L1/ Motor 2“
x = Gehäuseabstand
z = Abstand der Befestigungsbohrungen
30
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Mechanische Installation
7.4.3
Berechnung des Offsets
Die Verdrahtung muss je nach Anordnung der Spuleneinheiten durchgeführt werden. Dazu muss der Offset
bestimmt werden. Der Offset gibt an, um wieviel Spulen das Drehfeld im zweiten Motor verschoben ist. Mit
Hilfe des Offsets und der Tabelle in Kapitel Auslegung der Verdrahtung [} 31] kann die Verdrahtung der
Motoren bestimmt werden.
Der Offset wird anhand folgender Formel berechnet:
Offset = (PDM1M2 / 16) MOD 3
Berechnung des Offsets für Beispiel 1:
Offset
= (304 / 16) MOD 3
= 19 MOD 3 = 1
Berechnung des Offsets für Beispiel 2:
Offset
7.4.4
= (272 / 16) MOD 3
= 17 MOD 3 = 2
Auslegung der Verdrahtung
Mit dem im vorherigen Kapitel berechneten Offset kann anhand folgender Tabelle die Verdrahtung der
gekoppelten Motoren vorgenommen werden. Es wird jeweils aufgeführt, wie die Phasen von Motor 1 (L1, L2,
L3) auf die Phasen von Motor 2 (L1‘, L2‘, L3‘) gelegt werden.
Leitungen der Motoren
zeigen in dieselbe Richtung
Offset = 0
Offset = 1
Offset = 2
L1/L1‘ L2/L2‘ L3/L3‘
L1/L3‘ L2/L1‘ L3/L2‘
L1/L2‘ L2/L3‘ L3/L1‘
Linear-Servomotor AL2xxx
Leitungen der Motoren
zeigen nach außen
Leitungen der Motoren
zeigen nach innen
L1/L1‘ L2/L3‘ L3/L2‘
L1/L2‘ L2/L1‘ L3/L3‘
L1/L3‘ L2/L2‘ L3/L1‘
L1/L1‘ L2/L3‘ L3/L2‘
L1/L3‘ L2/L2‘ L3/L1‘
L1/L2‘ L2/L1‘ L3/L3‘
Version: 5.3
31
Mechanische Installation
7.4.5
Positionen der Phasenlinien
7.4.5.1
Phasenlinien AL20xx
7.4.5.2
Phasenlinien AL24xx
7.4.5.3
Phasenlinien AL28xx-0 luftgekühlt
32
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Mechanische Installation
7.4.5.4
Phasenlinien AL28xx-1 wassergekühlt
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
33
Mechanische Installation
7.4.6
Minimaler Abstand der Motoren zueinander
a) Motorleitungen voneinander weg zeigend
b) Motorleitungen in dieselbe Richtung zeigend
c) Motorleitungen zeigen aufeinander
xmin = Minimaler Abstand der Motoren zueinander
xmin = n * 16 – a – b
n´ = Hilfsvariable
n = Vielfaches des Phasenabstands
a = Abstand zwischen Phasenlinie und Gehäusewand Motor 1 (siehe vorherige Seiten)
b = Abstand zwischen Phasenlinie und Gehäusewand Motor 2 (siehe vorherige Seiten)
rmin = Minimaler Biegeradius der Motorleitung (siehe Kapitel Technische Daten [} 52])
Berechnung für Beispiel a):
(Motor AL2006 und AL2012)
n‘ = (23mm + 22mm) / 16mm = 2,81
n = 3 (aufgerundet)
xmin = 3 * 16mm – 23mm + 22mm = 3mm
34
Berechnung für Beispiel c):
(Motor AL2006 und AL2012)
n‘ = (43mm + 46mm + 96mm + 96mm) / 16mm =
17,56
n = 18 (aufgerundet)
xmin = 18 * 16mm - 43mm - 46mm = 199mm
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Mechanische Installation
7.5
Abbaureihenfolge
Schäden durch unkontrollierte, magnetische Anziehungskräfte
WARNUNG
Die Abbaureihenfolge dieser Anleitung muss beachtet werden. Eine andere Reihenfolge
kann gefährliche Situationen herbeiführen und Schäden auf Grund von unkontrollierten,
magnetischen Anziehungskräften verursachen.
Abbaureihenfolge:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Spannungsfreiheit prüfen und gegen Wiedereinschalten sichern.
Trennen Sie die elektrischen Leitungsanschlüsse.
Trennen Sie die Schläuche der Wasserkühlungseinheit (falls installiert).
Bewegen Sie den Schlitten zu einer Seite. Sichern Sie den Schlitten um unerwünschte Bewegungen
zu vermeiden.
Decken Sie jede Magnetplatte, die entfernt werden muss, mit einer neutralisierenden Schutzplatte ab.
Entfernen Sie eine oder mehrere Magnetplatten. Der Abstand der Magnetplatten zu der Spuleneinheit
oder anderen freiliegenden ferromagnetischen Teilen, sollte dabei 10 cm nicht unterschreiten.
Bewegen Sie den Schlitten auf die andere Seite. Sichern Sie den Schlitten um unerwünschte
Bewegungen zu vermeiden.
Decken Sie jede Magnetplatte, die entfernt werden muss, mit einer neutralisierenden Schutzplatte ab.
Entfernen Sie die übrigen Magnetplatten.
Entfernen Sie die Spuleneinheit vom Schlitten.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
35
Elektrische Installation
8
Elektrische Installation
8.1
Wichtige Hinweise
Akute Verletzungsgefahr durch Stromschlag!
• Nur Fachleute mit elektrotechnischer Ausbildung dürfen die Motoren verdrahten.
GEFAHR
• Prüfen Sie die Zuordnung vom Servoverstärker und Servomotor. Vergleichen Sie
Nennspannung und Nennstrom der Geräte.
• Installieren Sie die Motoren immer im spannungsfreien Zustand, d.h. keine der Betriebsspannungen eines anzuschließenden Gerätes darf eingeschaltet sein. Sorgen Sie
für eine sichere Freischaltung des Schaltschrankes (Sperre, Warnschilder etc.). Erst bei
der Inbetriebnahme werden die einzelnen Spannungen eingeschaltet.
• Lösen Sie die elektrischen Anschlüsse der Motoren nie unter Spannung. Steuer- und
Leistungsanschlüsse können Spannung führen, auch wenn sich der Motor nicht bewegt.
Störungsfreier Betrieb
Achtung
• Achten Sie auf einwandfreie Erdung von Servoverstärker und Motor. EMV-gerechte Abschirmung und Erdung siehe weiter unten. Erden Sie Montageplatte und Motorgehäuse. Hinweise zur Anschlusstechnik finden Sie in Kapitel Anschluss der Motoren mit vorkonfektionierten Leitungen [} 39]
• Verwenden Sie nur von Beckhoff freigegebene Leitungen für den Betrieb der AL2xxx.
• Verlegen Sie Leistungs- und Encoderleitung möglichst getrennt (Abstand > 20 cm). Die
elektromagnetische Verträglichkeit des Systems wird so verbessert.
• Verlegen Sie sämtliche Leitungen in ausreichendem Querschnitt nach EN 60204. Die
empfohlenen Querschnitte finden Sie in den technischen Daten.
• Verdrahtung:
ð Feedback-Leitung anschließen
ð Motorleitungen anschließen
ð Abschirmungen beidseitig (Schirmklemmen bzw. EMV-Stecker)
HF-Störungen
Achtung
36
, das Sie in allen Anschlussplänen finden, deutet an, dass
• Das Masse-Zeichen
Sie für eine möglichst großflächige, elektrisch leitende Verbindung zwischen dem gekennzeichneten Gerät und der Montageplatte in Ihrem Schaltschrank sorgen müssen.
Diese Verbindung soll die Ableitung von HF-Störungen ermöglichen und ist nicht zu
verwechseln mit dem PE-Zeichen (Schutzmaßnahme nach EN 60204).
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Elektrische Installation
8.2
Anschluss der Motoren
Der Anschluss der Motoren kann auf unterschiedliche Art erfolgen und hängt von der bestellten Variante ab.
Diese werden in den Folgekapiteln näher erläutert.
8.2.1
Leitung mit Einzeladern
Werden die Motoren mit Einzeladern bestellt, kann ein beliebiger Stecker konfektioniert werden. Die
Zuordnung der Signale zu den Adern ist den unten stehenden Tabellen zu entnehmen.
Leistung
Ader
3
Grün/Gelb
1
2
Geflecht
Signal
U
PE
W
V
Schild / Schirm
Temperaturkontakt
Ader
Weiß
Grün
Braun
Gelb
Geflecht
Linear-Servomotor AL2xxx
Signal
PTC
KTY
PTC
KTY
Schild / Schirm
Version: 5.3
37
Elektrische Installation
8.2.2
Anschlussskabel mit Stecker
Motoren mit Anschlusssteckern
Leistungsstecker
Temperaturkontakt-Stecker
ZS4000-2040 (Buchse)
ZS4000-2030 (Buchse)
Leistungsstecker Belegung
Kontakt
Signal
Rundstecker M23
(9-polig)
1
2
3
4
Gehäuse
U
PE
W
V
Schild / Schirm
C
B
A
G
D
F
E
H
L
Temperaturkontaktstecker Belegung
Version: 5.3
6
PTC
KTY
PTC
KTY
Schild / Schirm
9
2
5
6
9
Gehäuse
38
D-Sub Stecker
(9-polig)
1
Signal
5
Kontakt
Linear-Servomotor AL2xxx
Elektrische Installation
8.3
Anschluss der Motoren mit vorkonfektionierten
Leitungen
Zur sicheren, schnelleren und fehlerfreien Installation der Motoren bietet Beckhoff vorkonfektionierte Motorund Feedbackleitungen an. Beckhoff Leitungen sind getestete Komponenten in Bezug auf verwendetes
Material, Abschirmung und Anschlusstechnik, die eine einwandfreie Funktion und die Einhaltung
gesetzlicher Bestimmungen, wie EMV, UL usw. garantieren. Der Einsatz anderer Leitungen kann
unerwartete Störungen verursachen und bis zum Verlust der Gewährleistung führen.
• Führen Sie die Verdrahtung gemäß den geltenden Vorschriften und Normen aus.
• Verwenden Sie für Leistungs- und Feedbackanschluss ausschließlich unsere vorkonfektionierten,
abgeschirmten Leitungen. Nicht korrekt aufgelegte Abschirmungen führen unweigerlich zu EMVStörungen.
• Leitungen, die während des Betriebs des Linear-Servomotors bewegt werden, stellen immer ein
Verschleißteil dar. Es empfiehlt sich, diese mit Hilfe einer Steckverbindung zwischen der bewegten
Leitung und der Motorleitung der Spuleneinheit so zu installieren, dass ein einfacher Austausch
gewährleistet werden kann. Der minimale Biegeradius der jeweiligen Leitung ist den entsprechenden
Datenblätter zu entnehmen.
• Detaillierte Spezifikationen der Leitungen finden Sie auf unserer Homepage im Bereich
Download→ Dokumentationen→ Antriebstechnik→ Leitungen.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
39
Elektrische Installation
8.3.1
Anschlussbild für AL2xxx mit MES oder Sin/Cos Geber ohne
Nullimpuls
* Wird keine ConnectorBox verwendet, wird zusätzlich die Thermoschutzkontaktleitung ZK4540-0020-xxxx
benötigt. Diese ist an X14 / 24 anzuschließen.
40
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Elektrische Installation
8.3.2
Anschlussbild für AL2xxx und Absolutwert-Encoder
* Wird keine ConnectorBox verwendet, wird zusätzlich die Thermoschutzkontaktleitung ZK4540-0020-xxxx
benötigt. Diese ist an X14 / 24 anzuschließen.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
41
Elektrische Installation
8.3.3
Anschlussbild für AL2xxx und Sin/Cos- Encoder mit
Nullimpuls
* Wird keine ConnectorBox verwendet, wird zusätzlich die Thermoschutzkontaktleitung ZK4540-0020-xxxx
benötigt. Diese ist an X14 / 24 anzuschließen.
42
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Elektrische Installation
8.3.4
Anschlussbild für AL2xxx und TTL- Encoder mit Nullimpuls
* Wird keine ConnectorBox verwendet, wird zusätzlich die Thermoschutzkontaktleitung ZK4540-0020-xxxx
benötigt. Diese ist an X14 / 24 anzuschließen.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
43
Elektrische Installation
8.4
Temperaturfühler
Die Spuleneinheit ist mit zwei Temperaturfühlern ausgestattet, einem PTC-1k und einem KTY21-6. Die
Temperaturfühler werden für die Überwachung der Temperatur in der Spuleneinheit verwendet. Die
Temperaturleitung umfasst vier Drähte.
8.4.1
PTC-Spezifikation
Der PTC-1k Fühler hat eine sprunghafte Widerstandssteigerung in der Nähe einer kritischen Temperatur und
hat damit die Eigenschaften eines digitalen Indikators. Mit dem PTC kann allerdings kein graduelles
Temperatursignal erzeugt werden.
Der PTC hat bei Raumtemperatur einen elektrischen Widerstand von etwa 65 Ohm. Steigt die Temperatur
bis zur kritischen Temperatur an, steigt der Widerstand fast gleichmäßig auf bis zu 1000 Ohm an. Oberhalb
dieser Temperatur steigt der Widerstand exponentiell an. Der Schaltwiderstand ist also 1000 Ohm. Der
Verstärker wird die Stromversorgung unverzüglich trennen, wenn dieser Widerstand überschritten wird. Auf
diesem Weg ist es möglich, die Überhitzung des Motors zu verhindern. Die Thermoschutzkontaktleitung
muss daher ordnungsgemäß an den Verstärker angeschlossen sein.
Temperatur
Bis zu 20°C unterhalb der kritischem Temperatur
Bis zu 5°C unterhalb der kritischem Temperatur
Schaltwiderstand
Über der kritischen Temperatur
8.4.2
Widerstand
< 250 Ω
< 550 Ω
> 1000 Ω
> 1330 Ω
KTY-Spezifikation
Der KTY 21-6 Fühler hat einen stabilen und graduellen Temperaturkoeffizienten. Er verhält sich wie der KTY
83-110. Der KTY liefert eine Temperaturerfassung in einem hochgradigen Bereich. Dadurch eignet er sich
besonders gut für die Beobachtung der Spulentemperatur.
44
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Elektrische Installation
T (ºC)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
RKTY (Ω)
815
886
961
1040
1123
1209
1300
1394
1492
1594
1700
1810
1923
2041
Der Fühler benötigt einen ständigen Strom von 0 bis 2 mA. Der Widerstand verhält sich nicht linear mit der
Temperatur. Ein lineares Strom-Temperaturverhältnis erhält man mit einer Widerstandschaltung wie in der
folgenden Abbildung dargestellt. Die Grundgenauigkeit liegt bei etwa ±5ºC (mit Messwiderständen).
8.5
Polungstest
Schutz des Linear-Servomotors
Stellen Sie vor der Überprüfung sicher, dass der elektrische und mechanische Schutz des
Linearmotorsystems gegeben ist.
Achtung
Es gibt eine Möglichkeit die Polung zu überprüfen. Mittels Verschieben des Schlittens kann festgestellt
werden, ob die Bewegungsrichtung des Motors der Zählrichtung des Feedbacks entspricht. Ist dies der Fall,
dann ist der Motor richtig angeschlossen. Andernfalls müssen zwei Phasen, Phase 1 und 3 der Motorleitung,
getauscht werden.
Alle Linear-Servomotoren von Beckhoff sind gleich verdrahtet und angeschlossen, so dass ein Test
ausreicht, um die Polung einer Motor-Messstab-Kombination herauszufinden. Wenn mehrere Achsen auf
ähnliche Weise konstruiert sind, wird die Polung identisch sein.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
45
Installation der Wasserkühlung
9
Installation der Wasserkühlung
Ausstattung mit einer Wasserkühlung
Nur die Baureihen AL20xx und AL28xx-1000 sind mit einer Wasserkühlung ausgestattet.
Hinweis
9.1
Allgemeines
In diesem Kapitel wird auf die Installation einer optionalen Wasserkühlungseinheit eingegangen. Die
Baureihe AL20xx kann standardmäßig mit oder ohne Wasserkühlung betrieben werden. Bei der AL28xxBaureihe stellt die Wasserkühlung eine Option da, die explizit bestellt werden muss, um verwendet werden
zu können.
Folgeschäden einer undichten Wasserkühlung
Beckhoff übernimmt keinerlei Verantwortung für eventuelle Folgeschäden aufgrund einer
undichten Wasserkühlung
Achtung
9.2
Voraussetzungen
Anschlussnippel
Dichtung
Erforderliches Drehmoment
AL20xx
M5
M5 Kunststoffdichtung & Loctite
638 / 648
0,2 – 0,3 Nm
AL28xx-100x
Push-Pull-Fitting, -Festo QS-1/8-8*
Teflonband
4,0 Nm
Druckverluste infolge falscher Anschlüsse
Der Einsatz anderer Anschlüsse kann höhere Druckverluste, als angegeben, zur Folge haben.
Achtung
46
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Installation der Wasserkühlung
9.3
Installation der Wasserkühlungsanschlüsse
9.3.1
AL2xxx
Sorgen Sie dafür, dass der Strömungsdurchmesser mindestens 2,5 mm und der Innendurchmesser des
Schlauches mindestens 4 mm betragen.
1. Entfetten Sie den Anschluss und die Gewindebohrung. Lassen Sie das Entfettungsmittel vollständig
verdampfen, bevor Sie weiter arbeiten.
2. Setzen Sie den Kunststoffdichtring auf den Anschluss.
3. Geben Sie einen Tropfen Loctite 638 / 648 Kleber auf das Gewinde und verteilen Sie ihn rundherum.
4. Setzen Sie den Anschluss auf und drehen ihn, bis der Dichtring sichtbar verformt wird. (Dies erfordert
lediglich ein Drehmoment von 0,2 bis 0,3 Nm!)
5. Entfernen Sie den überflüssigen Klebstoff.
6. Lassen Sie den Kleber 4 Stunden aushärten, bevor Sie ihn belasten.
7. Lassen Sie den Kleber etwa 12 Stunden aushärten, bevor Sie ihn unter Druck setzen.
8. Die Schläuche müssen zu den ausgewählten Anschlüssen passen.
Wasserkühlungsanschlüsse, die für Schläuche mit Innendurchmesser von 4 mm verwendet werden können,
sind z. B. der Festo PU-4 pneumatic oder der sehr biegsame PVC-Schlauch Rauclair E 4x1. Beide
Schläuche und Anschlüsse können einen Druck von 2 bar standhalten.
9.3.2
AL28xx-1 wassergekühlt
Sorgen Sie dafür, dass der Strömungsdurchmesser mindestens 2,5 mm und der Innendurchmesser des
Schlauches mindestens 4 mm betragen.
1. Entfetten Sie den Anschluss und die Gewindebohrung. Lassen Sie das Entfettungsmittel vollständig
verdampfen, bevor Sie weiterarbeiten.
2. Umwickeln Sie das Gewinde des Anschlussnippels mit Teflonband.
3. Setzen Sie den Anschluss auf und drehen ihn fest. (Dies erfordert ein Drehmoment von 4,0 Nm.)
4. Die Schläuche müssen zu den Anschlüssen passen.
Wasserkühlungsanschlüsse, die für Schläuche mit Innendurchmesser von 4 mm verwendet werden können,
sind z. B. der Festo PU-4 pneumatic oder der sehr biegsame PVC-Schlauch Rauclair E 4x1. Beide
Schläuche und Anschlüsse können einen Druck von 2 bar standhalten.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
47
Installation der Wasserkühlung
9.4
Anschluss der Schläuche
Konfektionierung der Schläuche
Die Schläuche müssen zu den ausgewählten Anschlüssen passen.
Achtung
Wenn die Schläuche angeschlossen werden, müssen sie Anschlüsse öl- und fettfrei sein.
Der minimale Durchfluss beträgt 1 l/min, bei einem Druckabfall unter 1 Bar.
Beide Kühlleitungen können auch parallel eingesetzt werden. Dieser Anschluss verringert den
Druckabfall, jedoch nur dann, wenn kavitationslose Y-Abzweigungen mit ø 6-8 mm verwendet werden.
Die Anschlüsse der Kühlwasserleitung können die Abmessungen des Motorteils überragen. Dies ist bei der
Konstruktion des Schlittens zu beachten.
48
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Inbetriebnahme
10
Inbetriebnahme
10.1
Wichtige Hinweise
Akute Verletzungsgefahr!
VORSICHT
• Die Montage und Inbetriebnahme darf nur durch gut ausgebildetes, qualifiziertes Fachpersonal mit Kenntnissen der Elektrotechnik und der Antriebstechnik durchgeführt werden.
• Prüfen Sie, ob alle spannungsführenden Anschlussteile gegen Berührung sicher geschützt sind.
• Lösen Sie die elektrischen Anschlüsse der Motoren nie unter Spannung.
• Die Oberflächentemperatur des Motors kann im Betrieb 70 °C überschreiten. Prüfen
(messen) Sie die Temperatur des Motors. Warten Sie, bis der Motor auf 40 °C abgekühlt ist, bevor Sie ihn berühren.
• Stellen Sie sicher, dass auch bei ungewollter Bewegung des Antriebs keine maschinelle oder personelle Gefährdung eintreten kann.
10.2
Allgemeine Inbetriebnahme
Das Vorgehen bei der Inbetriebnahme wird exemplarisch beschrieben. Je nach Einsatz der Geräte kann
auch ein anderes Vorgehen sinnvoll und erforderlich sein.
Wenn Sie sich vergewissert haben, dass das Linear-Servomotor-System Ihrer Anwendung ordnungsgemäß
montiert ist, sowohl mechanisch als auch elektrisch, können Sie Ihr Linear-Servomotor-System in Betrieb
nehmen.
10.2.1
Parametrierung
Abhängig von den verwendeten Komponenten (Motortyp, Feedbacksystem, Servoverstärker) müssen
folgende, spezifische Parameter konfiguriert werden:
• Existenz und Schaltermodus der Endschalter (Schießer / Öffner),
• Existenz einer elektromechanischen Bremse,
• Typ und Schnittstelle,
• Motortyp,
• Maximaler Dauerstrom,
• Maximaler Spitzenstrom,
• Schaltwiderstand des Temperaturfühlers,
• Sicherheitseinstellungen,
• Parametrieren der Fehlerreaktionen: Auslösen der Endschalter, Abschalten, Überstrom,
Übergeschwindigkeit und Nothalt,
• Magnetische Ausrichtung,
• Kommutierungsfindung,
• Parameter für den Stromregler (current loop),
• Parameter für den Geschwindigkeitsregler (speed loop),
• Parameter für den Positionsregler (position loop),
• Polabstand: 24mm,
• Maximale Geschwindigkeit (U/min),
• Inkrement- oder Periodenanzahl einer Rotation (die Polteilungslänge dividiert durch die
Inkrementanzahl pro Polteilung).
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
49
Inbetriebnahme
10.2.2
Inbetriebnahme
• Prüfen Sie die Antriebselemente (Schlitten, Magnetplatte, Spuleneinheit) auf festen Sitz und korrekte
Einstellung.
• Kann sich der Schlitten ungehindert über die gesamte Motorstrecke bewegen, ohne dass der Schlitten
eine Magnetplatte berührt?
• Sind die mechanischen Endanschläge, Endschalter und Dämpfer ordentlich bemessen und richtig
konfiguriert?
• Ist die Thermoschutzkontaktleitung angeschlossen?
• Hat die Motor-Messstab-Kombination die korrekte Polung?
• Prüfen Sie die Verdrahtung und Anschlüsse an Motor und Servoverstärker. Achten Sie auf
ordnungsgemäße Erdung.
• Prüfen Sie die Funktion der Haltebremse, sofern vorhanden.
• Prüfen Sie, ob sich der Schlitten des Motors frei bewegen lässt (eventuell vorhandene Bremse vorher
lüften). Achten Sie auf Schleifgeräusche.
• Prüfen Sie, ob alle erforderlichen Berührungsschutz-Maßnahmen für bewegte und spannungsführende
Teile getroffen wurden.
• Führen Sie weitere für Ihre Anlage spezifische und notwendige Prüfungen durch.
• Nehmen Sie nun entsprechend der Inbetriebnahmeanweisung der Servoverstärker den Antrieb in
Betrieb.
• Nehmen Sie bei Mehrachs-Systemen jede Antriebseinheit Servoverstärker/Motor(en) einzeln in
Betrieb.
• Ist der Verfahrweg frei von Fremdkörpern?
• Werden Leitungen korrekt geführt?
10.2.3
Optimierung der Regeleinstellungen
Die Einstellungen der Stromregelung sind maßgeblich von den Anwendungsparametern des Verstärkers und
des Motors abhängig.
Die Geschwindigkeitsregelung kann, wegen der Empfindlichkeit auf Oszillationen, Rauschen und
Verzögerung, ein einschränkender Faktor für die Verstärkerleistung sein. Bitte nehmen Sie sich die Zeit
dafür, diese Regelung richtig einzustellen, bevor die Positionsregelung optimiert wird. Hierzu lesen Sie bitte
unbedingt auch die Hinweise in den Handbüchern des verwendeten Servoverstärkers.
Einstellung der Regelung
Die Positionsregelung kann nur dann richtig eingestellt werden, wenn vorher die Geschwindigkeitsregelung korrekt eingestellt worden ist.
Hinweis
50
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Inbetriebnahme
10.3
Beseitigung von Störungen
Die folgende Tabelle beschreibt mögliche Störungen und Maßnahmen zu deren Beseitigung. Abhängig von
den Bedingungen in Ihrer Anlage können vielfältige Ursachen für die auftretende Störung verantwortlich
sein. Beschrieben werden vorwiegend die Fehlerursachen, die den Motor direkt betreffen. Auftretende
Auffälligkeiten im Regelverhalten haben meist ihre Ursache in fehlerhafter Parametrierung der
Servoverstärker. Informieren Sie sich hierzu in der Dokumentation der Servoverstärker und der
Inbetriebnahme-Software.
Bei Mehrachssystemen können weitere versteckte Fehlerursachen vorliegen.
Fehler
Motor bewegt sich nicht
Mögliche Fehlerursachen
• Servoverstärker nicht
freigegeben
Maßnahmen zur Beseitigung der
Fehlerursachen
• ENABLE-Signal anlagen
• Motorphasen vertauscht
• Motorphasen untereinander
vertauschen
• Bremse ist nicht gelöst
• Bremsenansteuerung prüfen
• Mechanik prüfen
Motor geht durch
Motor schwingt
• Antrieb ist mechanisch
blockiert
• Motorphasen vertauscht
• Abschirmung
Feedbackleitung
unterbrochen
Fehlermeldung: Endstufenfehler
• Verstärkung zu groß
• Motorleitung hat einen Kurzoder Erdschluss
Fehlermeldung: Feedback
Bremswirkung nicht vorhanden
• Kommutierungsoffset prüfen
• Feedbackleitung erneuern
• Motor-Default-Werte
verwenden
• Motorleitung tauschen
• Motor hat einen Kurz- oder
Erdschluss
• Stecker ist nicht richtig
aufgesteckt
• Motor tauschen
• Leitung ist unterbrochen,
gequetscht o.ä.
• Leitungen überprüfen
• Interner Fehler
• Auslesen der
Fehlermeldungen
• Auslegung überprüfen
• Geforderte Haltekraft
• Steckverbindung überprüfen
• Bremse defekt
• Motorbremse tauschen
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
51
Technische Daten
11
Technische Daten
Alle Angaben beziehen sich auf ein Spulenteil mit 100°C Spulentemperatur, welches an eine
Aluminiumkühlfläche montiert ist. Die Kühlfläche hat eine Temperatur von 20°C und einen thermischen
Widerstand von 0,05 K / W.
11.1
Begriffsdefinitionen
Wicklungstyp
Der Wicklungstyp beschreibt den Aufbau der Wicklungen. Je nach Spuleneinheit kann es N und S Typ
geben welche sich in ihren elektrischen Werten unterscheiden. Der N-Typ (normal) stellt den Standard dar.
Der S-Typ (speed) zeichnet sich durch eine höhere max. Geschwindigkeit und eine höhere Stromaufnahme
aus.
Spitzenkraft 3 s Fp (N)
Die Spitzenkraft gibt die maximale Kraft des Motors an. Sie kann nicht dauerhaft erbracht werden.
Spitzenstrom (Ipa)
Der Spitzenstrom ist der maximal zulässige Strom.
Dauerkraft wassergekühlt (Fcw)
Die Dauerkraft wassergekühlt kann der Motor dauerhaft aufbringen, wenn die Wasserkühlung verwendet
wird.
Dauerkraft luftgekühlt (Fca)
Die Dauerkraft luftgekühlt kann der Motor dauerhaft aufbringen, wenn die Wasserkühlung nicht verwendet
wird.
Dauerverlustleistung (Pca)
Die Dauerverlustleistung ist die max. Verlustleistung des Motors. Sie kann zur Berechnung der Kühlsysteme
verwendet werden.
Kraftkonstante (Kf)
Die Kraftkonstante gibt an, wie viel Kraft in Newton der Motor mit 1A Sinus-Effektivstrom erzeugt.
Polpaarabstand
Der Polpaarabstand ist die Periode, in welcher sich das Magnetfeld (Nord / Süd) der Magnetplatte
wiederholt.
Magnetische Anziehungskraft (Fa)
Die magnetische Anziehungskraft wirkt zwischen Magnetplatte und Spuleneinheit auch wenn kein Strom
fließt. Sie wächst mit der Größe der Motoren. Beim Erreichen des Spitzenstroms kann die magnetische
Anziehungskraft um bis zu 10% steigen.
Luftspalt
Der Luftspalt ist die Distanz zwischen Magnetplatte und Spuleneinheit. Er muss eingehalten werden, um die
Nenn- und Maximalwerte des Motors zu erreichen. In den Maßzeichnungen wird die Gesamteinbauhöhe
über Magnetplatte und Spuleneinheit angegeben. Wird diese Höhe eingehalten stellt sich der Luftspalt
korrekt ein.
52
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Technische Daten
11.2
AL20xx
Technische Daten
Wicklungstyp
Geschwindigkeit (max.)
Motoraufbau
Spitzenkraft 3 s (FP)
Spitzenstrom (IPa)
Dauerkraft wassergekühlt (Fcw)
Dauerkraft luftgekühlt (Fca)
Dauerstrom (Ica)
Dauerverlustleistung (Pca)
Kraftkonstante (Kf)
Motorkonstante (Km)
Polpaarabstand
Wicklungswiderstand-Ph-Ph (Rf)
Wicklungsinduktivität-Ph-Ph (Lf)
Gegen EMK Ph-Ph
Thermischer Widerstand (Rth)
Magnetische Anziehungskraft (Fa)
Gewicht Spuleneinheit (Mp)
Luftspalt
Temperatursensor
Passender Servoverstärker
Leitungslänge unkonfektioniert
Leitungslänge konfektioniert
Minimaler Biegeradius statisch
Motorleitung Außendurchmesser
Motorleitung Aderquerschnitt
Temperatursensorleitung
Außendurchmesser
Temperatursensorleitung
Aderquerschnitt
Linear-Servomotor AL2xxx
AL2003
S
7 m/s
AL2006
AL2009
AL2012
N/S
N/S
N/S
3,5 m/s (N)
2,5 m/s (N)
3,5 m/s (N)
7 m/s (S)
7 m/s (S)
7 m/s (S)
3-Phasen-Synchron-Linearmotoren (400…480 V AC)
225 N
450 N
675 N
900 N
6,5 A
6,5 A (N),
6,5 A (N),
13,1 A (N),
13 A (S)
19,6 A (S)
26,2 A (S)
105 N
210 N
315 N
420 N
75 N
200 N
300 N
400 N
2,28 A
2,15 A (N),
2,14 A (N),
4,3 A (N),
4,3 A (S)
6,45 A (S)
8,6 A (S)
90 W
150 W
226 W
300 W
46 N/A
93 N/A (N),
140 N/A (N),
93 N/A (N),
46 N/A (S)
46 N/A (S)
46 N / A (S)
185 N²/W
380 N²/W
570 N²/W
760 N²/W
24 mm
7,8 Ω
14,4 Ω (N),
21,6 Ω (N),
7,2 Ω (N),
3,6 Ω (S)
2,42 Ω (S)
1,8 Ω (S)
60 mH
108 mH (N),
162 mH (N),
54 mH (N),
28 mH (S)
18 mH (S)
14 mH (S)
26,87 V/m/s (S) 53,74 V/m/s (N) 80,67 V/m/s (N) 53,74 V/m/s (N)
26,87 V/m/s (S) 26,87 V/m/s (S) 26,87 V/m/s (S)
0,96 °C/W
0,48 °C/W
0,32 °C/W
0,24 °C/W
500 N
950 N
1325 N
1700 N
0,9 kg
1,5 kg
2,0 kg
2,6 kg
0,5 mm
PTC 1 kΩ
AX5x03
AX5x03 (N),
AX5x06 (N),
AX5x06 (N),
AX5x06 (S)
AX5112 (S)
AX5112 (S)
1m
0,5 m
4 x Leitungsdurchmesser
9,60 mm
4,1 mm²
4,3 mm
4 x 0,14 mm²
Version: 5.3
53
Technische Daten
Technische Daten
Wicklungstyp
Geschwindigkeit (max.)
Motoraufbau
Spitzenkraft 3 s (FP)
Spitzenstrom (IPa)
Dauerkraft wassergekühlt (Fcw)
Dauerkraft luftgekühlt (Fca)
Dauerstrom (Ica)
Dauerverlustleistung (Pca)
Kraftkonstante (Kf)
Motorkonstante (Km)
Polpaarabstand
Wicklungswiderstand-Ph-Ph (Rf)
Wicklungsinduktivität-Ph-Ph (Lf)
Gegen EMK Ph-Ph
Thermischer Widerstand (Rth)
Magnetische Anziehungskraft (Fa)
Gewicht Spuleneinheit (Mp)
Luftspalt
Temperatursensor
Passender Servoverstärker
Leitungslänge unkonfektioniert
Leitungslänge konfektioniert
Minimaler Biegeradius statisch
Motorleitung Außendurchmesser
Motorleitung Aderquerschnitt
Temperatursensorleitung
Außendurchmesser
Temperatursensorleitung
Aderquerschnitt
54
AL2015
AL2018
AL2024
N/S
N/S
N/S
3,5 m/s (N)
3,5 m/s (N)
3,5 m/s (N)
7 m/s (S)
7 m/s (S)
7 m/s (S)
3-Phasen-Synchron-Linearmotoren (400…480 V
AC)
1125 N
1350 N
1800 N
13,5 A (N),
19,6 A (N),
26,2 A (N),
32,7 A (S)
41 A (S)
52 A (S)
525 N
630 N
840 N
500 N
600 N
800 N
4,46 A (N),
6,45 A (N),
8,6 A (N),
10,75 A (S)
13,36 A (S)
17,2 A (S)
375 W
450 W
600 W
112 N/A (N),
93 N/A (N),
93 N/A (N),
46 N / A (S)
44,9 N / A (S)
46 N / A (S)
950 N²/ W
1140 N²/W
1520 N²/ W
24 mm
8,6 Ω (N),
4,82 Ω (N),
3,62 Ω (N),
1,44 Ω (S)
1,18 Ω (S)
0,92 Ω (S)
64 mH (N),
36 mH (N),
28 mH (N),
10,8 mH (S)
8,8 mH (S)
6,8 mH (S)
65,05 V/m/s (N)
26,87 V/m/s (S)
0,20 °C/W
0,16 °C/W
0,12 °C/W
2075 N
2450 N
3400 N
3,2 kg
3,8 kg
5,1 kg
0,5 mm
PTC 1 kΩ
AX5x06 (N),
AX5x06 (N),
AX5112 (N),
AX5112 (S)
AX5112 (S)
AX5118 (S)
0,5 m
1m
4 x Leitungsdurchmesser
9,60 mm
11,90 mm
4,10 mm²
4,25 mm²
4,30 mm
4 x 0,14 mm²
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Technische Daten
11.2.1
Maßzeichnung AL20xx
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
55
Technische Daten
11.3
AL24xx
Technische Daten
Wicklungstyp
Geschwindigkeit (max.)
Motoraufbau
Spitzenkraft 3 s (Fp)
Spitzenstrom (Ipa)
Dauerkraft luftgekühlt (Fca)
Dauerstrom (Ica)
Dauerverlustleistung (Pca)
Kraftkonstante (Kf)
Motorkonstante (Km)
Polpaarabstand
Wicklungswiderstand Ph-Ph (Rf)
Wicklungsinduktivität Ph-Ph (Lf)
Gegen EMK Ph-Ph
Thermischer Widerstand (Rth)
Magnetische Anziehungskraft (Fa)
Gewicht Spuleneinheit (Mp)
Luftspalt
Temperatursensor
Passender Servoverstärker
Leitungslänge unkonfektioniert
Leitungslänge konfektioniert
Minimaler Biegeradius statisch
Minimaler Biegeradius dynamisch
Motorleitung Außendurchmesser
Motorleitung Aderquerschnitt
Temperatursensorleitung
Außendurchmesser
Temperatursensorleitung
Aderquerschnitt
56
AL2403
AL2406
AL2412
S
S
S
12 m/s
12 m/s
12 m/s
3-Phasen-Synchron-Linearmotoren (400…480 V AC)
120 N
240 N
480 N
4,1 A
8,2 A
16,4 A
60 N
120 N
240 N
1,54 A
3,08 A
6,15 A
49 W
99 W
197 W
39 N/A
95 N²/W
190 N²/W
380 N²/W
24 mm
10,8 Ω
5,4 Ω
2,7 Ω
70 mH
34 mH
18 mH
22,63 V/m/s
1,5 °C/W
0,75 °C/W
0,38 °C/W
300 N
500 N
900 N
0,6 kg
0,9 kg
1,6 kg
0,5 mm
PTC 1 kΩ / KTY83-122
AX5x03
AX5x03/AX5x06
AX5x06/AX5112
3m
0,5 m
4 x Leitungsdurchmesser
10 x Leitungsdurchmesser
9 mm
4 x 0,5 mm²
4,3 mm
4 x 0,14 mm²
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Technische Daten
11.3.1
Maßzeichnung AL24xx
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
57
Technische Daten
11.4
AL28xx-0 luftgekühlt
Technische Daten
Wicklungstyp
Geschwindigkeit (max.)
Motoraufbau
Spitzenkraft 3 s (FP)
Spitzenstrom (IPa)
Dauerkraft luftgekühlt (Fca)
Dauerstrom luftgekühlt (Ica)
Dauerverlustleistung (Pca)
Kraftkonstante (Kf)
Motorkonstante (Km)
Polpaarabstand
Wicklungswiderstand-Ph-Ph (Rf)
Wicklungsinduktivität-Ph-Ph (Lf)
Gegen EMK Ph-Ph
Thermischer Widerstand (Rth)
Magnetische Anziehungskraft (Fa)
Gewicht Spuleneinheit (Mp)
Luftspalt
Temperatursensor
Leitungslänge unkonfektioniert
Leitungslänge mit Stecker
Passender Servoverstärker
Minimaler Biegeradius statisch
Motorleitung Außendurchmesser
Motorleitung Aderquerschnitt
Temperatursensorleitung
Außendurchmesser
Temperatursensorleitung
Aderquerschnitt
58
AL2812-000x
AL2815-000x
AL2830-000x
N/S
N/S
N/S
3 m/s (N)
2,5 m/s (N)
2,5 m/s (N)
6 m/s (S)
6 m/s (S)
6 m/s (S)
3-Phasen-Synchron Linearmotoren (400…480 V AC)
1800 N
2250 N
4500 N
13 A (N),
13,5 A (N),
27 A (N),
26 A (S)
33 A (S)
66 A (S)
760 N
950 N
1900 N
4,1 A (N),
4,2 A (N),
8,5 A (N),
8,2 A (S)
10,2 A (S)
20 A (S)
430 W
530 W
1060 W
186 N/A (N),
225 N/A (N),
225 N/A (N),
93 N/A (S)
93 N/A (S)
93 N/A (S)
1750 N²/W
2150 N²/W
4300 N²/W
24 mm
12,6 Ω (N),
15,2 Ω (N),
7,6 Ω (N),
3,2 Ω (S)
2,6 Ω (S)
1,3 Ω (S)
102 mH (N),
120 mH (N),
60 mH (N),
26 mH (S)
20 mH (S)
10 mH (S)
107,48 V/m/s (N)
129,40 V/m/s (N)
129,40 V/m/s (N)
53,74 V/m/s (S)
53,74 V/m/s (S)
53,74 V/m/s (S)
0,16 °C/W
0,13 °C/W
0,065 °C/W
3400 N
4150 N
8300 N
5 kg
6 kg
12 kg
0,5 mm
PTC 1 kΩ
1m
0,5 m
AX5x06 (N),
AX5x06 (N),
AX5112 (N),
AX5112 (S)
AX5118 (S)
AX5125 (S)
4 x Leitungsdurchmesser
11,9 mm
4 x 2,5 mm²
4,3 mm
4 x 0,14 mm²
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Technische Daten
11.4.1
Maßzeichnung AL28xx-0 luftgekühlt
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
59
Technische Daten
11.5
AL28xx-1 wassergekühlt
Technische Daten
Wicklungstyp
Geschwindigkeit (max.)
Motoraufbau
Spitzenkraft 3 s (Fp)
Spitzenstrom (Ipa)
Dauerkraft wassergekühlt (Fcw)
Dauerkraft luftgekühlt (Fca)
Dauerstrom wassergekühlt (Icw)
Dauerstrom luftgekühlt (Ica)
Dauerverlustleistung (Pca)
Kraftkonstante (Kf)
Motorkonstante (Km)
Polpaarabstand
Wicklungswiderstand Ph-Ph (Rf)
Wicklungsinduktivität Ph-Ph (Lf)
Thermischer Widerstand (Rth)
Magnetische Anziehungskraft (Fa)
Gewicht Spuleneinheit (Mp)
Luftspalt
Temperatursensor
Leitungslänge unkonfektioniert
Leitungslänge mit Stecker
Passender Servoverstärker
Leitungsdurchmesser Leistung
Leitungsdurchmesser
Temperatursensor
Minimaler Biegeradius statisch
Motorleitung Außendurchmesser
Motorleitung Aderquerschnitt
Temperatursensorleitung
Außendurchmesser
Temperatursensorleitung
Aderquerschnitt
60
AL2830-100x
AL2845-100x
N/S
N/S
2,5 m/s (N)
2,5 m/s (N)
6 m/s (S)
6 m/s (S)
3-Phasen-Synchron Linearmotoren (400…480 V AC)
4500 N
6750 N
27 A (N),
41 A (N),
65 A (S)
98 A (S)
2000 N
3000 N
1900 N
2850 N
8,9 A (N),
13,4 A (N),
21,5 A (S)
32,3 A (S)
8,5 A (N),
12,5 A (N),
20 A (S)
31 A (S)
1209 W
1650 W
225 N/A (N),
225 N/A (N),
93 N/A (S)
93 N/A (S)
4300 N²/W
6450 N²/W
24 mm
7,8 Ω (N),
5,2 Ω (N),
1,32 Ω (S)
0,88 Ω (S)
62 mH (N),
42 mH (N),
10 mH (S)
6 mH (S)
0,065 °C/W
0,04 °C/W
8300 N
12450 N
12,3 kg
18,2 kg
0,5 mm
PTC 1 kΩ
1m
1m
AX5112 (N),
AX5118 (N),
AX5125 (S)
AX5118 (S)
11,9mm (N) 16,9mm (S)
16,9mm (N) 16,9mm (S)
4,3mm
4 x Leitungsdurchmesser
11,9 mm
4 x 2,5 mm² (N)
4 x 6 mm² (N)
4 x 6 mm² (S)
6,3 mm (N)
8,3 mm (N)
7,3 mm (S)
9,3 mm (S)
4 x 0,14 mm²
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Technische Daten
11.5.1
Maßzeichnung AL28xx-1 wassergekühlt
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
61
Technische Daten
11.6
Berechnung des Bremswiderstandes
Während des Bremsvorgangs der Linearachse wird Energie in den Servoverstärker zurück gespeist. Bei der
Auslegung muss die regenerative Leistung berechnet werden, um ggf. einen Bremswiderstand zu wählen.
Hierzu muss die Spitzen- und die Dauerleistung berechnet werden.
Pmax = 0,9 * (M * V²) / (2 tb)
Pnenn = Pmax * tb / tz
Pmax = maximale Leistung des Bremswiederstandes in Watt (W)
Pnenn = Dauerleistung des Bremswiderstandes in Watt (W)
M = bewegte Masse (Schlitten + Last) in kg
V = Schlittengeschwindigkeit in m/s
tb = Bremszeit in sec
tz = Zykluszeit in sec
62
Version: 5.3
Linear-Servomotor AL2xxx
Support und Service
12
Support und Service
Beckhoff und seine weltweiten Partnerfirmen bieten einen umfassenden Support und Service, der eine
schnelle und kompetente Unterstützung bei allen Fragen zu Beckhoff Produkten und Systemlösungen zur
Verfügung stellt.
Beckhoff Support
Der Support bietet Ihnen einen umfangreichen technischen Support, der Sie nicht nur bei dem Einsatz
einzelner Beckhoff Produkte, sondern auch bei weiteren umfassenden Dienstleistungen unterstützt:
• Support
• Planung, Programmierung und Inbetriebnahme komplexer Automatisierungssysteme
• umfangreiches Schulungsprogramm für Beckhoff Systemkomponenten
Hotline:
Fax:
E-Mail:
+49(0)5246/963-157
+49(0)5246/963-9157
[email protected]
Beckhoff Service
Das Beckhoff Service-Center unterstützt Sie rund um den After-Sales-Service:
• Vor-Ort-Service
• Reparaturservice
• Ersatzteilservice
• Hotline-Service
Hotline:
Fax:
E-Mail:
+49(0)5246/963-460
+49(0)5246/963-479
[email protected]
Weitere Support- und Serviceadressen finden Sie auf unseren Internetseiten unter http://www.beckhoff.de.
Beckhoff Firmenzentrale
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG
Hülshorstweg 20
33415 Verl
Deutschland
Telefon:
Fax:
E-Mail:
+49(0)5246/963-0
+49(0)5246/963-198
[email protected]
Die Adressen der weltweiten Beckhoff Niederlassungen und Vertretungen entnehmen Sie bitte unseren
Internetseiten:
http://www.beckhoff.de
Dort finden Sie auch weitere Dokumentationen zu Beckhoff Komponenten.
Linear-Servomotor AL2xxx
Version: 5.3
63

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